JP2002536667A

JP2002536667A - 形状記憶金属アクチュエータからなるグリッパーを備えた自動サンプリング器

Info

Publication number: JP2002536667A
Application number: JP2000598863A
Authority: JP
Inventors: デルプラーツ，ゴッセファン; クァエダッカーズ，エリック; セウニッセン，ピーター
Original assignee: パーキンエルマーエルエルシー
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2002-10-29
Anticipated expiration: 2020-02-14
Also published as: EP1078269B1; WO2000048005A1; CA2327486C; AU2994300A; EP1078269A1; US6203760B1; EP1078269A4; JP3420571B2; CA2327486A1; WO2000048005A9; AU735120B2

Abstract

(57)【要約】試料容器２０を受け入れる複数個の凹部３０を持った少なくとも一つの試料容器トレイ１６を含んでいる自動サンプリング器１０が、基板１５に着脱自在に固定されている。試料容器操作装置３２が当該基板１５の上部で且つ試料容器トレイ１６に近接して位置している。当該試料容器操作装置３２は、グリッパーハウジング３４と複数のグリッパー指部４０、４２、４４を含んでいる。当該グリッパー指部４０、４２、４４は、当該グリッパーハウジング３４内に於て上方位置と下方位置との間で移動可能に構成されている部材３６によってその位置に保持されている。形状記憶金属５４は当該グリッパーハウジング３４内に位置せしめられており、かつ当該グリッパー指部４０、４２、４４の移動を制御する為に当該移動可能部材３６に接続せしめられている。熱が当該形状記憶金属５４に印加されると、当該形状記憶金属５４は収縮し当該可動部材３６を下方位置から上方位置へ移動させ、それによって当該グリッパー指部４０、４２、４４を把持位置から開放位置に移動せしめる様に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】この発明は、自動サンプリング器に係わり、特に、例えば、サンプルの変形を
調べるために、試料容器をサンプルトレイから分析機に移したり、又は、分析機
から運び出すようにした自動サンプリング器に関する。

【０００２】発明の背景従来から、サンプルのある特性を調べるために、選択されたサンプルの熱の関
数としての熱分析を行うために、微分走査熱量計（ＤＳＣ）や熱比重分析機（Ｔ
ＧＡ）を用いることが知られている。しばしば、多くの数のサンプルの測定を行
うことが必要になることがある。従って、一般に呼ばれているところの、サンプ
ルの操作を機械化することが望まれ、また、そのようなことが知られている。

【０００３】一つの自動サンプリング器としては、ラングによる米国特許第５，３９８，５
５６に示されている。ラング特許は、垂直グリッパー部材と、複数の試料容器を
支持するための回転可能なサンプル板とで構成された装置を開示している。試料
容器は、サンプル板を回転させることで、ＤＳＣ又はＴＧＡのような本体部の測
定場所に移され、試料容器が、グリッパーの下に置かれる。そして、モータで駆
動されるグリッパーが下降し、グリッパーに取り付けられたグリッパー指部が、
試料容器をつかむ。グリッパーを上昇させることで、容器は、サンプル板から上
昇する。そして、サンプル板の凹み部が、グリッパーの下に位置するまで、サン
プル板が回転する。次に、グリッパーが、サンプル板の凹み部を通って下降し、
試料容器を、グリッパーの直下である測定位置に置く。グリッパー指部をはなす
ことで、試料容器は測定位置に置かれる。

【０００４】ラング特許で示されたグリッパーは、二つの異なる駆動モータと一つのカムメ
カアニズムで駆動されるが、把持操作がモータにより駆動される点において、特
に、不利な点を有するものである。ラングの’５６６特許による挟持装置は、多
くの可動部品を備えている点おいて、構成が複雑であり、もし、モータがグリッ
パーを多めに駆動したり、又は、駆動量が少ない場合、サンプルを置く位置のエ
ラーが発生する。この装置は、また、試料容器テーブルが回転する点においても
好ましくない。ユーザは、試料容器テーブルが取り去られ、追加のサンプルが再
び載せられる前に、サンプル工程が終わるまで、待たなくてはならない。

【０００５】従って、求められる自動サンプリング器は、グリッパーを有し、多くの可動部
品を必要としない自動サンプリング器であって、挟持動作がモータにより駆動さ
れるものでなく、更に、固定されたサンプルテーブルを有する自動サンプリング
器である。この場合、サンプルテーブルは、本体部が選択されたサンプルの分析
を行っている間に、少なくとも部分的に、再び装填されるものが好ましい。

【０００６】発明の概要従って、本発明の目的は、従来の自動サンプリング器に比べて、比較的少ない
数の可動部品を備えた自動サンプリング器を提供することである。

【０００７】本発明の他の目的は、把持メカニズムのグリップ動作と解放動作の為の駆動モ
ータをなくした自動サンプリング器を提供することである。

【０００８】更に、本発明の他の目的は、固定されたサンプルトレイテーブルを備えた自動
サンプリング器を提供することである。

【０００９】更に、本発明の他の目的は、本体部が選択されたサンプルの分析を行っている
間に、少なくとも部分的に、再び装填され、若しくは、装填が解除されるように
したサンプルトレイテーブルを備えた自動サンプリング器を提供することである
。

【００１０】更に、本発明の他の目的は、従来の本体部のカバーを改造することなく、この
カバーの合うようにした自動サンプリング器を提供することである。

【００１１】更に、本発明の他の目的は、信頼性高く、使用法が簡単で、製造コストが安価
で、しかも、維持コストが安価な自動サンプリング器を提供することである。

【００１２】上記従来技術の欠点を改良し、上記した目的と利点を達成する為に、本発明の
自動サンプリング器は、基板部と、この基板部に固定された着脱自在な少なくと
も一つの容器トレイと、前記基板部の上に位置し、前記試料容器に近接して設け
られた容器試料容器操作装置とで構成される。

【００１３】容器試料容器操作装置は、細長く延びたグリッパーハウジングで構成される。
スプールのような可動部材が、グリッパーハウジング内に設けられ、上部位置と
下部位置間を動く。このスプールは、スプールの外側に沿って設けられた、実質
的に互いに等間隔に形成された複数の溝を有している。

【００１４】複数のグリッパー指部は、前記グリッパーの末端から突出していて、開位置と
閉位置間で動く。それぞれのグリッパー指部は、スプールの溝内に位置している
。閉位置において、グリッパー指部は、試料容器をつかみ、支持しまた運び、開
位置においては、グリッパー指部は、試料容器をはなす。

【００１５】形状記憶金属は、グリッパーハウジング内に設けられ、ロッドのそばに設けら
れている。形状記憶金属に熱が加えられた時、熱がこの金属の温度を上昇せしめ
、金属は、相転移を受け、縮み収縮する。この金属が収縮したとき、ロッドを引
き上げ、スプールを下部位置から上部位置に上昇させる。スプールが、上部位置
にきたとき、グリッパー指部を、閉位置から開位置に動かす。

【００１６】この自動サンプリング器は、グリッパーが、トレイ上の試料容器を操作してい
る間、動かない少なくとも二つの試料容器トレイを含む。グリッパーがトレイ上
の容器を操作している間、操作者は、他の試料トレイを載せたり、降ろしたりす
ることが出来る。これは、自動サンプリング器が、他の付加的なサンプルを載せ
たり、使われたサンプルを降ろしたりする前に、自動サンプリング器が終了する
まで、操作者が待つ必要がなくなるので、時間を節約する事が出来る。

【００１７】本発明とその特徴、利点は、添付した図面を参照するとき、以下の詳細な記載
から更に明らかになるであろう。

【００１８】

【実施例】

図を参照すると、本発明の自動サンプリング器は、符号１０で示されている。
説明を明瞭にするため、自動サンプリング器の全ての部品が図示されていなく、
且つ、マークされていない。この記述において用いられているように、「上に」
、「下に」、「頂部」、「底部」は、図１で示された自動サンプリング器１０に
基づく。

【００１９】図１を参照すると、本発明の自動サンプリング器１０は、例えば、微分走査熱
量計（ＤＳＣ）や熱比重分析機（ＴＧＡ）の本体部と共に用いられるように設計
されている。従来から知られているように、ＤＳＣやＴＧＡが、サンプルのある
特性を調べるために、選択されたサンプルを熱の関数として熱分析を行う。又、
自動サンプリング器１０は、他の知られている分析装置と共に使用されることも
理解するべきである。ここで議論される装置は、簡単のために、ＤＳＣ及びＴＧ
Ａに限定したが、本発明は、これらの装置に限定されるものではない。

【００２０】操作を開始する前に、操作データが、当業者によって知られているキーボード
（図示していない）と表示手段（図示していない）を介して、オペレータによっ
て、本発明の自動サンプリング器１０のコンピュータ（図示していない）に供給
される。或いは、自動サンプリング器１０のコンピュータは、ホストコンピュー
タによりに供給されるコンピュータプログラムによって駆動されるようにしても
良い。このようなホストコンピュータとしては、Ｐｙｒｉｓ^TM(登録商標ピリス
）として知られている、パーキン−エルマーコーポレーションから販売されてい
るものがある。

【００２１】図１−３、５、６に最も良く示されているように、本発明の自動サンプリング
器１０は、ベース板１４と、ベース板１４に取り付けられた基板部１５と、基板
部１５に固定された着脱自在な少なくとも一つの容器トレイと、前記基板部１５
の頂部に位置し、前記試料容器１６に近接して設けられた、試料容器を２０を操
作するための容器試料容器操作装置１８とで構成される。

【００２２】ベース板１４は、どのような適当な材料で形成しても良いが、アルミニウムで
形成することが望ましい。また、操作装置１８を本体部（図１）に接続できれば
、どのような体裁でもよい。図５に示されたベース部１４は、操作装置１８を本
体部に接続するための一つの実施例を示したものである。この場合、本体部は、
ＴＧＡである。また、図６に示されたベース部１４は、操作装置１８を本体部に
接続するための他の実施例を示したものである。この場合、本体部は、ＤＳＣで
ある。

【００２３】図３、５、６を参照すると、ベース板１４、１４Ａは、本体部１２を操作装置
１８に接続するためのコネクタ２２、２２Ａをそれぞれ備えている。ベース板１
４、１４Ａは、それぞれ、複数の組み付け用の孔２４、２４Ａをそれぞれ備え、
この孔を介して、ねじが挿入され、ベース板１４、１４Ａが、本体部（図１）に
接続される。ベース板１４、１４Ａは、炉用のアクセスホール２６、２６Ａをそ
れぞれ備え、この孔を介して、試料容器２０（図７、８）が本体部に落とされる
。そして、容器２０は、分析のために、予め決められた温度に過熱される。ベー
ス板１４は、また、熱結合用の孔２８を備えている。

【００２４】図１、２を参照すると、本発明の自動サンプリング器１０は、更に、ベース板
１５に着脱自在に固定された少なくとも一つの試料容器トレイ１６と、試料容器
２０を受け入れるための複数の凹み部３０、３０Ａとで構成している（図７、８
）。好ましい実施例では、自動サンプリング器１０は、二つの試料容器トレイ１
６、１６Ａで構成している。トレイ１６、１６Ａは、それぞれ特有の試料容器２
０を保持するように設計されている。例えば、トレイ１６は、２２の試料容器２
０を保持でき、トレイ１６Ａは、２３の試料容器２０を保持できるようになって
いる。この特徴は、オペレータが、間違って、トレイ１６Ａの位置にトレイ１６
を置かないようにすることを保証するのに役立つものであり、又、この逆も保証
するものである。トレイ１６、１６Ａのそれぞれの凹み部３０、３０Ａには、そ
れぞれのサンプルを容易に識別出来るように、特別の識別番号が付されている。

【００２５】更に、トレイ１６、１６Ａは、頂部、底部と、底部に設けられた少なくとも一
つの位置決め用のピン３１を受け入れるための凹み部とが設けられている。この
位置決め用のピン３１は、基板部１５に設けられている。トレイ１６を位置決め
するための位置決め用のピンは、トレイ１６Ａを位置決めするための位置と異な
る位置に設けられている。このように構成することで、トレイ１６をトレイ１６
Ａの場所に挿入することを防ぎ、また、トレイ１６Ａをトレイ１６の場所に挿入
することを防ぐものである。

【００２６】自動サンプリング器１０は、図２、３に最も良く示されているように、試料容
器操作装置１８を備えている。試料容器操作装置１８は、矢印１９（図２）に示
されているように回転方向に動き、また、矢印２１（図３）に示されているよう
に垂直方向に動くように構成されている。このように二つの方向に動くことで、
試料容器操作装置１８が、それぞれの容器にアクセスすることができ、また、容
器を容器トレイ１６、１６Ａから、ベース板１４の炉アクセス用の孔２６、２６
Ａを介して、本体部の加熱炉に運び、更に、容器トレイ１６、１６Ａの適当な位
置に戻すことを可能にしている。二つの方向に動くことは、更に、グリッパー３
２が加熱炉の蓋にアクセス出来るように、十分な範囲で動くことを可能にしてい
る。

【００２７】図３、４を参照すると、試料容器操作装置１８は、細長のグリッパーハウジン
グを有するグリッパー３２を設けている。スプールのような可動部材３６は、グ
リッパーハウジング３４内に設けられ、上部位置（図４Ｂ）と下部位置（図３、
４）間を動く。グリッパー３２は、更に、グリッパーハウジング３４の一端から
延びているグリッパー指部４０、４２、４４を備えている。

【００２８】スプール３６は、３８のような複数の溝を備え、これらの溝は、互いに間隔を
有し、しかも、スプール３６の頂部から、その底部まで延びている。望ましくは
、溝３８は、実質的に等間隔に形成されている。溝３８は、グリッパー指部４０
、４２、４４を所定の位置に保持し、且つ、それらを互いに等間隔に保持する。
最も好ましい実施例では、溝３８とグリッパー指部４０、４２、４４は、約１２
０度離れていることが望ましい。スプール３６の溝３８の数は、好ましくは、グ
リッパー指部の数に対応している。また、溝３８の数と４０のようなグリッパー
指部の数は、ユーザの要望により変化するものである。

【００２９】スプール３６は、また、ロッド部材４８を含んでいる。ロッド４８は、どのよ
うな適当な材料で形成しても良いが、ナイロンのような熱を吸収しない材料で形
成することが望ましい。スプール３６は、スプール３６を貫通する孔４６により
、実質的に空洞になっている。スプール３６の底部に形成された凹部には、ロッ
ド４６を収納するような大きさと形状の肩部が形成されている。しかし、スプー
ル３６は、グリッパー指部を所定の場所に保持し、且つ、上部位置と下部位置間
をスムーズに、しかも、確実に動けば、どのように設計しても良い。

【００３０】図３、４、４Ａ、４Ｂ、７〜９に注記及び最良に示される如く把持部３２は複
数のグリッパー指部４０、４２、４４を具備している（各指はすべての図面に必
ずしも示されていない。）。各グリッパー指部４０、４２、４４はスプール３６
の溝部３８に設けられ、グリッパー筐体３４の末端の端部から突出している。グ
リッパー指部４０、４２、４４は標本容器２０又は炉の蓋５２を把持又は緩和す
るために開放位置（図４Ｂ、８）と把持位置（図３、４、７、９）の間で移動可
能である。

【００３１】固定部材６２は、グリッパーハウジング３４の内側及びスプール３６とグリッ
パ３２先端の間に位置している。固定部材６２はグリッパー指部４０、４２、４
４の先端を受入れ、それから動作中適切に並列し続ける。固定部材６２は適切な
材料ならどれを用いても製造可能であるが、アルミニウムで製造されるのが好ま
しい。

【００３２】形状記憶型金属ワイヤ５４は上部位置及び下部位置の間でスプール３６を移動
するのに用いられる。いずれかの適切な形状記憶金属が使用可能であり、好適な
実施例では、該金属はニッケル・チタン合金を含んでいる。形状記憶型金属５４
はＵＭＳ（スイス金属工業）社により市販されている。その最も好適な実施例に
おいて、形状記憶金属５４は約０．１５ｍｍの直径を有する。

【００３３】図４、４Ａ、４Ｂに最もよく示されるように、形状記憶金属５４はグリッパー
ハウジング３４の内側に位置し、スプール３６を駆動する。ワイヤ５４はスプー
ル３６を駆動するようにいずれかの適切な方法で構成可能であり、図示され説明
された実施例は最も好適なものであることを理解すべきである。

【００３４】ワイヤ５４は以下のようにグリッパーハウジング３２内に配列される。ワイヤ
５４はねじ５６から出発し、端子ブロック５７の（図示されてない。）金属板の
下に伸びており、偏心ねじ５８とそれからローラ６０（テフロン（登録商標）製であるのが好ましい）のまわりでラップし、固定部材６２のチャンネルを通って、スプール３６の底面に位置するロッド４８の回りでラップし、それからグリッパーハウジング３４を通ってスプール６０とローラ５８の回りでバックアップし、ねじ５６で終了する。ワイヤ５４にかかる張力は偏心ねじ５８を回転して調節されるが、このねじは工場で完成されるのが好ましい。

【００３５】普通当該技術で公知の（図示されていない）電圧源が、所定量の電圧を５６に
おいて形状記憶金属ワイヤ５４に印加するために電気的接続ワイヤ６４に接続さ
れている。好適な実施例において、オペレータは約４ボルトを該ワイヤ５４に印
加する。電圧が電気接続部６４を介して形状記憶金属５４に印加されると、形状
記憶金属５４は加熱され、ワイヤ５４を収縮させる位相遷移を受ける。ワイヤ５
４が縮むと、スプール３６をして下部位置（図４）から上方にグリッパーハウジ
ング３４（図４Ａ）を通って上部位置（図４Ｂ）まで移動せしめる。上部位置へ
のスプール３６の移動は把持用指４０、４２、４４を把持位置（図４）から開放
位置（図４Ｂ、８）まで移動させる。

【００３６】電気接続部を介してワイヤ５４を加熱することは所望の位相変化を実施するた
めの最も通常の好適な方法であることを理解すべきである。然しながら移転をひ
きおこすために何等かの適切な手段が使用可能である。ワイヤ５４を加熱する他
の適切な手段は、例えば開放式火炎を含んでいる。

【００３７】最も好適な方法は、夫々の把持用指部４０、４２、４４がにかわ付けなどによ
り試料容器２０に最も近い端部にブッシング６６、６８、７０（図４、４Ａ、４
Ｂに最も良く示されている）を付着させたことである。夫々のブッシング６６、
６８、７０は、炉のカバー５２の蓋５３を受け入れるために７２のようなくぼん
だ部分を有している。図９参照のこと。容器２０に比較すると、カバー５２は比
較的重いので、ブッシング６６、６８，７０は炉のカバー５２の操作を容易にす
る。然しながら、ブッシング６６、６８、７０は、容器２０が比較的軽量である
ので試料容器２０を駆動することは不必要である。容器２０を駆動するには摩擦
力のみで十分である。

【００３８】試料操作装置１８は、矢印１９（図２）の示す回転方向と矢印２１（図３）の
示す垂直方向の両方向において、及び複数のステッパーモータ７４、７５により
場所から場所へ移動する。然しながら、機械的手段、油圧手段、又は磁気的手段
或はそれらの組合せの如きマニピュレータ１８を動かすのに何等か適切な手段が
使用可能であることが理解されるべきである。

【００３９】図２〜４を参照すれば、当該技術分野で公知の従来のステッパーモータ７４は
試料駆動装置１８を水平面で回転させる。何等かの適切なステッパーモータが使
用可能である。商品名「エアパックス」で市販のステッパーモータであって、シ
リアル番号Ｍ８２１０１−Ｐ２を有し次の特性をもつものが好適である。即ち、
電圧＝１２ボルト；オーム／コイル＝１１０；度／ステップ＝７．５° 固定ギヤ７６はベース板１２に固定されている。それらの間の軸８２を介して接
続された旋回ギヤ７８、８０は固定ギヤ７６の回りを回転する。接続部材８４は
グリッパーハウジング３４を軸８２に接続して、グリッパー３２の回転運動を行
う。

【００４０】グリッパー３２は、精密な親ねじ８６を介して垂直方向に移動する。グリッパ
ー３２の垂直運動はモータ７４と同じ動作特性を有するモータ７５により駆動さ
れる。モータ７５は、親ねじ８６に接続された歯車ホイール７７（大歯車）を駆
動する。親ねじ８６は筐体３４上のねじ切り部分と共働してグリッパ３２を上下
に動かす。共に鋼製の２つの案内部７９、８１は親ねじ８６の一方の側に位置し
、グリッパーハウジング３４がゆっくりと上下移動するのを確かめる。

【００４１】シールド１００は好ましくない粒子がマニピュレータ１８に侵入しその特性を
禁止することを阻止するのに用いられる。シールド１００は何等かの適切な材料
から作成可能であるがアルミニウム製であることが好ましい。

【００４２】図１、３に示すカバー１０２は何等か適切な材料から製造可能であるが、当該
分野で通常知られている吹込成形式ポリエチレンで製造するのが好適である。カ
バー１０２は然らずんばオートサンプラー１０の動作を妨害する可能性のあるご
みや他の粒子から容器駆動装置１８の動作部分を保護するものである。

【００４３】ＬＥＤ１０４、１０６は発光ダイオードとして知られているが、オートサンプ
ラー１０に電気的に接続されてそれを理性的に動作せしめる。図１を参照すれば
、ＬＥＤ１０４は本体部１２の炉の上に設置され、ＬＥＤ１０６は接地板１５の
反対側上に設置されている。ＬＥＤ１０４と１０６とは各ＬＥＤの反対側に位置
するセンサと共働して、例えば容器２０はグリッパー指部４０、４２、４４内に
あるか、或はエラーが発生したかどうかをオートサンプラーに決定させる。オー
トサンプラー１０は試料容器２０又は炉の蓋５２をそのグリッパー指部４０、４
２、４４内に有するかどうかをＬＥＤ１０４は決定する。「ゼロ位置」における
ＬＥＤ１０６はオートサンプラー１０をして、グリッパー指部が容器２０の手を
離したかどうか又は容器２０が誤って把握状態を維持しているかどうかを決定さ
せ得る。

【００４４】試料容器２０を処理し転送する方法は一般に上記オートサンプラー１０の動作
に従うが、次の段階を具備する。最初オートサンプラー１０はオペレータがプロ
グラムして、それから試料を含む試料容器２０が試料トレイ１６、１６Ａに荷重
される。試料トレイ１６、１６Ａは接地板１５に荷重される。図１、２、７を参
照のこと。

【００４５】荷重されたトレイ１６、１６Ａは試料拾い上げ用にオートサンプラー１０の片
側に設置され、オートサンプラー１０の動作中静止状態を維持する。都合のよい
ことに、２つの試料トレイ１６、１６Ａの特徴は試料の単位？処理能力を増加さ
せることで、その理由は一方のトレイは例えば再荷重用に取除かれるが、一方他
方のトレイはオートサンプラー１０により使用中であるからである。

【００４６】グリッパー３２は垂直に最大変位した各セッションを開始する。スプール３６
は下部位置にあり、把持用指部４０、４２、４４は把持位置にある。炉の蓋５２
は炉のアクセス開口２６をおおっている。図１−４Ｂ参照。操作？作用装置１８
はソフトウェアによりセッションを開始するようオペレータから命令される。

【００４７】いずれかの試料が炉に挿入され得る前に、及びいずれかの試料の解析が開始す
る前に、蓋５２は炉のアクセス開口から取除かれねばならない。？之を行うため
に、グリッパー３２は炉の蓋５２の直上に来るまでステッパーモータ７４を介し
て回転する。グリッパー３２は炉の蓋５２の頂上近くに来るまでステッパーモー
タ７５を介して降下する。電圧源を介して、例えばワイヤ５４の温度を増加せし
め更にワイヤ５４をして位相変態？を受けるようにさせるワイヤ５４に熱が加え
られる。位相変態はワイヤ５４を縮ませ、スプール３６を低位置から上方位置に
上昇させ、更にグリッパー指部４０、４２、４４をして閉止位置から開放位置に
移動せしめる。図４、４Ａ、４Ｂ参照のこと。

【００４８】図１−４Ｂを参照すれば、把持部３２は把持用指部４０、４２、４４を開放位
置に設け、それから蓋５２を把持する位置に来るまで、ステッパーモータ７５に
より降下する。蓋５２の唇５３が各？６６、６８、７０の凹み？部にこぎれいに
嵌合？するまで、指部４０、４２、４４は蓋５２の回りに近接する。グリッパー
はそれから降下して、蓋５２を上げて炉のアクセス開口をオフにする（図９）。
グリッパー３２がＬＥＤ１０４を通るにつれて、ＬＥＤと共働？センサはグリッ
パー３２が把握の目的を有し動作を継続させるのを許可することを確認する。把
持部３２は把持部が垂直方向に最大に変位されるまで蓋５２をもち上げることを
継続する。

【００４９】把持部３２はそれからステッパーモータ７４により回転して蓋５２を所定の位
置に直上の点にまで送る。それから、把持部３２は、親ねじ８６を駆動するステ
ッパーモータ７５により降下する。親ねじ８６の運動は部材７９、８１により誘
導される。把持部３２は、蓋５２がその所定の位置にしっかりと設置されるまで
降下する。ワイヤ５４に熱が加えられて、ワイヤ５４をして位相変態と収縮？を
受けるようにし、スプール３６をして低位置から上方位置まで移動するようにさ
せ、把持用指部４０、４２、４４をして開放位置に強制的に入れて、それにより
蓋５２を緩和させる。把持用指部４０、４２、４４はそれから閉止して、把持部
３２は垂直方向に最大変位されるまでステッパー駆動モータ７５により移動させ
られる。把持部３２は今度は試料容器２０を把持して炉にまで輸送を開始する準
備ができたことになる。

【００５０】操作装置？１８はそれから、把持部３２が所定の容器２０の上に位置するまで
接地板１５の回りを回転する。モータ７４は固定ギヤ７６の回りを軌道ギヤ７８
、８０を駆動して操作装置１８を回転させる。

【００５１】把持部３２が容器２０の上に適切に位置すると、把持部３２は容器２０に向け
て降下する。熱或いは電圧が形状記憶金属ワイヤ５４に加えられる。電圧は形状
記憶金属５４の温度を上昇させ、ワイヤ５４をして相移転を受けるようにさせる
。その結果として、ワイヤ５４は収縮し、スプール３６をして下部位置から上方
位置に移動せしめ、把持部４０、４２、４４をして把持位置から開放位置に移動
せしめる。図３、４、４Ａ、４Ｂ参照のこと。開放位置において、把持用指部４
０、４２、４４は試料容器２０の回りにゆるやかに設置される。

【００５２】電圧が形状記憶金属５４から取除かれた後にスプール３６は？張力によりその
最低位置にまで移動される。スプール３６が摺動して戻ると、スプールは、把持
部４０、４２、４４を把持して、開放位置（図４Ｂ）から把持位置（図３、４）
まで移動せしめ、それにより試料容器２０を把持する。

【００５３】容器２０が把持された後に、把持部３２は垂直方向に最大変位するまで、上に
論じた方法？でステッパーモータ７５により移動する。それから、把持部３２は
、「ゼロ位置」のＬＥＤ１０６に隣接するまで、上に論じた方法でステッパーモ
ータ７４により回転する。把持部３２は実際、容器２０を把持部で保持すること
を決定し、その動作を進行させるのを許可する。把持部３２はそれから本体部１
２の炉のアクセス開口上に位置するまで、ステッパーモータ７４により回転する
。把持部３２はそれから炉のアクセス開口２６、２６Ａを通って試料容器２０を
炉中に降下させ、上記議論と同様に熱をワイヤ５４に加えることにより容器を内
部で放出する。把持部５２は上記議論と同じ方法でモータ７４、７５の動作を介
して蓋５２を炉のアクセス開口２６、２６Ａ上で置換える。

【００５４】適切な試験が施行された後に、把持部３２は蓋５２を取除き、それを所定の位
置に設置する。それから把持部３２は容器２０を本体部１２の炉から取除き、Ｌ
ＥＤ１０６（図１）の位置まで回転する。ＬＥＤ１０６は試料容器２０が実際に
炉から取除かれたことを決定し、把持部３２により把持され、それから把持部３
２は容器２０をトレイ１６上の所定の位置に設置する。把持部３２はそれから蓋
５２を炉のアクセス開口部上に置換える。

【００５５】加えられた熱又は電圧の量に関係なく、金属５４の組成に依存して、極めて精
密な量の収縮が発生？ので、形状記憶金属５４の活性化は都合のよいことである
。したがって該金属５４を過熱したり、所望以上に該金属を収縮せしめることは
不可能である。その結果、スプール３６を移動し過ぎ、或いは移動不足の状態に
することは実質的に不可能であり、したがって容器２０或いは蓋５２の置き場所
をいずれか置き換えることを阻止することになる。

【００５６】自動サンプリング器１０が適正にプログラムされロードされた後に、当該自動
サンプリング器は、効果的には人間のオペレータの更なるアシスト無しに作動す
る。

【００５７】更に、当該自動サンプリング器１０は、適正にプログラムされていれば、Ｐｙ
ｒｉｓ^TM(登録商標ピリス）のプログラムを用いて、若し当該試料容器２０の移
送に関して問題が発生して、図示されていないホストコンピュータの表示スクリ
ーンにエラーメッセージが表示された様な場合には、当該分析操作を中止する能
力を有している。

【００５８】本発明の最も好ましい具体的に於いては、当該自動サンプリング器１０は、オ
ペレータのアシスト無しに最大４５個迄のサンプルを搭載することが可能である
ので、オペレータは他の仕事を実行する為の自由度が得られる。

【００５９】他のメリットとしては、当該自動サンプリング器１０内に安全機能が形成され
ているので、オペレータは作業中、当該自動サンプリング器１０の近くにいる必
要はない。

【００６０】従って、オペレータは、当該自動サンプリング器を作業日の終了時間近くで搭
載し、翌日の仕事に戻った際にその分析結果を手にする事が出来る。

【００６１】この結果、当該自動サンプリング器１０は当該オペレータの時間と労力を節約
させるものである。

【００６２】当該自動サンプリング器１０は多くの安全機能を有している。

【００６３】例えば、当該自動サンプリング器１０は、当該個々の試料容器２０の走行の間
に蓋部５２（図９）に置き換える。係る構成は、当該炉が過剰の酸素を受けるこ
とから保護されると共に、不純物が当該炉の中に落ち込む事を防止する事が出来
る。

【００６４】図１０を参照するならば、当該自動サンプリング器１０は又、例えば炉の載置
位置の様な当該本体部１２にそれが配置されるべき位置に関して当該容器２０の
位置を正確に決定するフィードバックループを含んでいる。

【００６５】好ましい具体的に於いては、電気信号は、当該容器２０の位置を把持部３２に
伝達する為に発生せしめられ、又当該容器が当該炉内に適正に位置決めされた時
に発生せしめられる。

【００６６】当該容器が当該炉内に適正に位置決めされた時には、適当は信号が信号発生手
段１０７によって発生せしめられる。

【００６７】当該信号は、例えば、当該本体部がＴＧＡである場合にはバランスからの重み
付け信号であっても良く、或いは当該本体部がＤＳＣだある場合には、試料温度
検出信号で有っても良い。

【００６８】当該信号発生手段１０７は適当な電気信号を垂直モニター制御器１０８に送信
し、当該垂直モニター制御器１０８ではそれによって適当な電気信号をモニター
７５を停止させる為に送信する。

【００６９】当該モニター７５が停止した時、把持部３２の下方への移動が停止される。

【００７０】この事は、従来の装置に比べて利点である。

【００７１】従来の装置は、例えば１０ｃｍの様に予め定められた距離を移動するので、若
し従来の相が不適正に調整されているとするならば、当該試料容器の底部と炉内
に於ける配置位置との間の距離は非適正なものとなろう。

【００７２】この事は、当該試料容器操作装置が、過剰な長さで或いは不十分な長さで移動
する事になりその結果、当該容器は装置から炉の配置位置に落下するか、当該容
器を炉の配置位置に移動させるものとなる。

【００７３】当該試料容器操作装置１８は、本体部１２に接続されており又２つの装置を互
いに接続する為に必要な全ての配線は内部的に包含されている事はメリットとい
える。

【００７４】つまり、当該本体部はハウジング、当該ハウジング内に設けられた電子機器、
当該本体部の電子機器に対して信号を受信したり、当該電子機器から信号を発信
したりするコネクターとを含んでいる。

【００７５】当該試料容器操作装置１８の当該コネクター２２は、当該本体部１２のコネク
ター部と接続されている場合に、当該本体部１２の電子機器と当該試料容器操作
装置の電子機器とが電気的に接続される。

【００７６】当該コネクターが双方とも内部的に配置されているので、又双方の装置の電子
機器が内部的に配置されているので、当該自動サンプリング器１０は外観上コン
パクトであり又注目されるものである。

【００７７】更に、メリットのある点としては、当該試料容器操作装置１８は相対的に小型
で軽量である。

【００７８】更には、当該試料容器操作装置１８は当該本体部１２に、当該本体部１２の痕
跡を増加させることなしに取り付ける事が出来る。

【００７９】図１１は別の把持部のデザインを有する自動サンプリング器１０Ａが示されて
おり、図中、２個のグリッパー指部は、明確にする為に図から除外されている。

【００８０】スプリング１１０が当該グリッパーハウジング３４Ａ内に配置されており、そ
れによってスプール３６Ａが図示の様に通常の下部位置に存在せしめられている
。

【００８１】電圧等から発生する様な熱が当該形状記憶金属５４Ａに印加されると配線５４
Ａの温度が上昇せしめられる。当該温度の上昇は当該配線５４Ａに相転移と収縮
を発生させる。

【００８２】当該配線５４Ａが収縮すると、当該配線は、スプール３６Ａを、充分なちから
で上方に引っ張り、当該スプリング１１０を圧縮し、当該グリッパー指部４０Ａ
を開放位置に移動させる。

【００８３】上記の具体的は説明的に記載されたものであり、これに限定されるものではな
く、容易な変更は、本発明の精神から離反することなく当業者によってなされる
と言うことを理解すべきである。

【００８４】従って、本発明の範囲を決定するに当たっては、上記した明細書よりも添付の
請求の範囲に主に参照がなされるべきである。基本的には、添付されている請求範囲を参照すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に基づく自動サンプリング器と取り外すことの出来るカバーの
斜視図である。

【図２】図２は、図１に示された自動サンプリング器の斜視図であり、カバーを取り外
した状態を示す図である。

【図３】図３は、図１の３−３線の自動サンプリング器の断面図であり、グリッパー指
部は閉位置を示している。

【図４】図４は、図２の４−４線のグリッパーを拡大した断面図であり、スプールが最
も下部位置にあり、グリッパー指部が閉位置にある状態を示している。

【図４Ａ】図４Ａは、スプールが上部位置と下部位置との間にあり、グリッパー指部が開
位置と閉位置との間にある状態を示している（簡単のため、二つのグリッパー指
部のみを示した）。

【図４Ｂ】図４Ｂは、スプールが上部位置にあり、グリッパー指部が開位置にある状態を
示している（簡単のため、二つのグリッパー指部のみを示した）。

【図５】図５は、基板部の平面図である。

【図６】図６は、図５に示した基板部の他の実施例の平面図である。

【図７】図７は、試料容器を把持しているグリッパーの側面図であり、簡単のため、二
つのグリッパー指部のみを示した。

【図８】図７は、グリッパーが開位置での側面図であり、簡単のため、二つのグリッパ
ー指部のみを示した。

【図９】図９は、グリッパーの側面図であり、グリッパー指部が、炉の蓋の縁を把持し
ている様子を示している。

【図１０】図１０は、グリッピンングメカニズムの帰還制御ループを示すブロック図であ
る。

【図１１】図１１は、図１の自動サンプリング器の一部切欠した斜視図であり、グリッパの
設計を変更した他の実施例を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者セウニッセン，ピーターオランダ国エヌエル−マーストリヒトポートスラーン４Ｆターム(参考） 2G058 BB02 CB08 CF01 GA20 3C007 DS01 ES04 ES10 ET08 EU08 EU11 HS06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】グリッパーハウジング、当該グリッパーハウジング内に配置
され、上方位置と下方位置との間で移動可能に構成されている可動部材、少なく
とも部分的に当該グリッパーハウジング内に位置せしめられており、且つ当該可
動部材によって操作せしめられる複数個のグリッパー指部であって、当該グリッ
パー指部は当該グリッパーハウジングの端部から延展せしめられてかつ開放位置
と把持位置の間で移動可能に構成されており、当該把持位置に於いては、当該グ
リッパー指部は試料容器を把持する様に構成されている複数個のグリッパー指部
、当該グリッパーハウジング３４内に位置せしめられており、かつ当該可動部材
を上方位置と下方位置との間で移動させる為に当該可動部材と接続されている形
状記憶金属、及び、当該形状記憶金属に対して熱を印加する為の加熱源とから構
成されており、熱が当該形状記憶金属に印加されると、当該形状記憶金属は相転
移と収縮を来たし、それによって、当該可動部材を上方位置へ移動させ、当該グ
リッパー指部を把持位置から開放位置に移動せしめる様に構成されている試料容
器操作装置。
【請求項２】当該試料容器操作装置は、更に基板と当該基板に着脱自在に
固定され、試料容器を受け入れる複数個の凹部を持った少なくとも一つの試料容
器トレイとを含んでおり、且つ当該試料容器操作装置が当該基板の上部で且つ試
料容器トレイに近接して位置している事を特徴とする請求項第１項記載の試料容
器操作装置。
【請求項３】当該熱源は電圧源である事を特徴とする請求項第１項記載の
試料容器操作装置。
【請求項４】当該可動部材はスプールを含んでおり、当該スプールは上部
と底部及び当該上部と底部の間に延在している孔部を有するものであり、且つ当
該底部には空隙部が設けられており、且つ複数の溝部が互いに実質的に等間隔で
設けられており更にそれぞれのグリッパー指部が当該スプールの当該一つの溝部
に配置されている事を特徴とする請求項第１項記載の試料容器操作装置。
【請求項５】当該グリッパー指部は更に当該スプールの空隙部に位置せし
められているロッド部を含んでいる事を特徴とする請求項第４項記載の試料容器
操作装置。
【請求項６】当該形状記憶金属は当該スプールの孔部を介して延展してお
りかつ当該ロッドの周囲に延展せしめられている事を特徴とする請求項第５項記
載の試料容器操作装置。
【請求項７】ハウジング部と、当該ハウジング内部に配置されている電子
機器部及び当該電子機器部への信号を受信し、又当該電子機器部からの信号を発
信する為のコネクターとを有する本体機器部、当該本体機器部に着脱自在に固定
されている試料容器操作装置であって、当該試料容器操作装置は、当該試料容器
操作装置を当該本体機器部に接続させる為に、当該本体機器部のコネクターに接
続しうる大きさと形状を持つコネクターを有する試料容器操作装置とから構成さ
れており、且つ当該コネクターはそれぞれのハウジング部内に内蔵せしめられて
いる事を特徴とする試料容器の内容物分析する装置。
【請求項８】基板部、当該基板に着脱自在に固定され、試料容器を受け入
れる複数個の凹部を持った少なくとも一つの試料容器トレイ、当該基板の上部で
且つ試料容器トレイに近接して位置している試料容器操作装置とから構成されて
いる試料容器を操作する為の自動サンプリング器であって、当該試料容器操作装
置は、グリッパーハウジングと当該グリッパーハウジングの下端から延展せしめ
られていて、開放位置と把持位置との間を移動可能に構成された複数個のグリッ
パー指部で、当該グリッパー指部は当該試料容器を把持し且つ保持するグリッパ
ー指部と、当該グリッパーハウジング内に位置し、当該グリッパー指部を開放位
置と把持位置との間での移動を制御する形状記憶金属、及び当該形状記憶金属に
対して熱を印加する為の加熱源とから構成されており、熱が当該形状記憶金属に
印加されると、当該形状記憶金属はの温度が上昇し当該形状記憶金属は相転移と
収縮を来たし、それによって、当該グリッパー指部を把持位置から開放位置に移
動せしめる様に構成されて事を特徴とする自動サンプリング器。
【請求項９】当該熱源は電圧源である事を特徴とする請求項８に記載の自
動サンプリング器。
【請求項１０】当該グリッパー部は更に当該グリッパーハウジング内に位
置し、且つ当該ハウジング内の上部位置と下部位置との間で移動可能な可動部材
であって、当該形状記憶金属に接続されている可動部材を含んでおり、当該形状
記憶金属が収縮した場合に当該可動部材は下方位置から上方位置に移動する様に
構成されている事を特徴とする請求項９に記載の自動サンプリング器。
【請求項１１】当該可動部材は、当該グリッパー指部を互いに実質的に等
間隔に配置せしめるものである事を特徴とする請求項１０に記載の自動サンプリ
ング器。
【請求項１２】当該可動部材は、当該グリッパーハウジング内に配置され
、その中を上方位置及び下方位置との間で移動可能に構成されているスプールを
含んでおり、当該スプールは上部と底部を有し且つ当該上部と底部の間に延在し
ている孔部を有するものであり、且つ当該底部には凹み部が設けられており、且
つ複数の溝部が互いに実質的に等間隔で設けられており更にそれぞれのグリッパ
ー指部が当該スプールの当該一つの溝部に配置されている事を特徴とする請求項
第１１項記載の自動サンプリング器。
【請求項１３】当該把持部は、更に当該スプールの凹み部内に位置するロ
ッド部を含んでいる事を特徴とする請求項第１２項記載の自動サンプリング器。
【請求項１４】当該形状記憶金属は当該スプールの孔部を通して且つ当該
ロッド部の周囲に延展せしめられている事を特徴とする請求項第１３項記載の自
動サンプリング器。
【請求項１５】当該試料容器トレイは、当該把持部がそれに搭載されてい
る試料容器を操作している間、静止している事を特徴とする請求項第８項記載の
自動サンプリング器。
【請求項１６】当該グリッパー指部のそれぞれは、２個の部材で構成され
ており、その一方の部材は当該試料容器に最も近い位置に配置されており、少な
くとも２つのグリッパー指部は、その端部で当該試料容器に最も近い位置に取り
付けられているブッシュ部とを含んでいる事を特徴とする請求項第８項記載の自
動サンプリング器。
【請求項１７】それぞれのブッシュ部は、炉のカバーのリップ部を受け入
れる様な寸法と形状を有する凹み部を更に含んでいる事を特徴とする請求項第１
６項記載の自動サンプリング器。
【請求項１８】複数個の試料容器を操作し且つ移動させる為の装置であっ
て、当該装置は、基板部、当該基板に着脱自在に固定され、試料容器を受け入れ
る複数個の凹部を持った少なくとも一つの試料容器トレイ、当該基板の上部で且
つ試料容器トレイに近接して位置している試料容器操作装置とから構成されてお
り、当該試料容器操作装置は、開放された端部を有するグリッパーハウジング部
、当該グリッパーハウジング内に位置し、上方位置と下方位置との間で移動可能
なスプールで、当該スプールには、互いに実質的に等間隔に配置されている複数
個の溝部、上部及び底部及びその両者の間に延展されている孔部、及び当該スプ
ール上の位置する凹み部とを有するスプール、当該スプールの当該凹み部に配置
されているロッド部、複数個のグリッパー指部であって、それぞれのグリッパー
指部は当該スプールの溝部に配置されていると共に当該グリッパーハウジングの
開放端部から外方向に突出せしめられており、且つ当該グリッパー指部は当該試
料容器を把持したり開放したりする為に開放位置と把持位置との間で移動可能に
構成されているグリッパー指部、当該スプールの孔部を通して且つ当該ロッド部
の回りに延展せしめられている形状記憶金属、及び当該形状記憶金属に熱を印加
する為の熱源とから構成されており、熱が当該形状記憶金属に印加されると、当
該形状記憶金属は相転移と収縮を来たし、それによって、当該スプールを上方位
置へ移動させ、当該グリッパー指部を開放位置に移動せしめる様に構成されてい
る事を特徴とする複数個の試料容器を操作し且つ移動させる為の装置。
【請求項１９】少なくとも２個の試料容器トレイを含んでいる事を特徴と
する請求項第１８項記載の装置。
【請求項２０】当該試料容器トレイは、当該把持部がそれに搭載されてい
る試料容器を操作している間、静止している事を特徴とする請求項第１８項記載
の装置。
【請求項２１】当該グリッパー指部のそれぞれは、２個の部材で構成され
ており、その一方の部材は当該試料容器に最も近い位置に配置されており、少な
くとも２つのグリッパー指部は、その端部で当該試料容器に最も近い位置に取り
付けられているブッシュ部とを含んでおり、且つそれぞれのブッシュ部は、その
中に、炉のカバーの蓋部のリップ部を受け入れる為の凹み部を有している事を特
徴とする請求項第２０項記載の装置。
【請求項２２】当該試料容器トレイは更に底部と当該底部上に設けられた
少なくとも２個の凹み部とを含んでおり、当該試料容器操作装置は、更に当該試
料容器トレイの当該凹み部に嵌合する為の寸法と形状を有する少なくとも一つの
位置決めピンを含んでいる事を特徴とする請求項第１８項記載の装置。
【請求項２３】少なくとも一つの試料容器を当該試料容器トレイ上に載置
する工程、形状記憶金属を加熱し、グリッパー指部を把持位置から開放位置に移
動させる工程、及び当該グリッパー指部が開放位置にある間に当該試料容器の周
囲に当該グリッパー指部を配置する工程とから構成されている事を特徴とする試
料容器の移動方法。
【請求項２４】更に当該試料容器を予め定められた分析位置に移動させる
工程を含んでいる事を特徴とする請求項第２３項記載の試料容器の移動方法。
【請求項２５】内側部と外側部を有する本体部、電気信号を発生する為の
当該本体部内に設けられた信号発生器、試料容器を当該本体部内に又は当該本体
部から外に移動させる為の試料容器操作装置から構成された自動サンプリング器
の制御システムであって、当該試料容器操作装置は、ハウジング、当該試料容器
操作装置ハウジング内に設けられ且つ当該信号発生器に電気的に接続されており
、当該試料容器操作装置を当該本体部内に或いは本体部外で駆動せしめる為のモ
ーターとから構成されており、且つ当該信号発生器は、当該容器が適正に当該本
体部内に位置決めされている時には当該モーターを停止させる為の電気信号を発
生させるものである事を特徴とする自動サンプリング器の制御システム。